本系洪在明教授研究成果榮登Physics Today:揉皺紙團內部的秘密

 

在這個月(201110月號)Physics Today15的科學新知裡,介紹了麻州大學的Menon教授如何利用X-光斷層掃瞄決定出揉皺紙團內的複雜結構,文中特別提及本系洪在明教授的研究團隊在兩年前的工作,才是這個方面最早的嘗試。雖然我們不是文章的主角,也不是得了什麼物理大獎,能夠在Physics Today這個國際性的雜誌裡受到肯定,並且順道幫台灣和清大物理系爭取到提高知名度的免費廣告,還是挺不錯的。有興趣的同學可以參考以下三篇相關的報導:

1. 物理推動中心的台灣物理研究新發現專欄

http://prpc.phys.nthu.edu.tw/discovery_6.php

2. 清華大學首頁故事

http://www.nthu.edu.tw/newsphoto/99news/hotnews-990128.php

http://www.nthu.edu.tw/newsphoto/97news/hotnews-970922.php

 

        不管是揉皺的力學或是我們目前探討的統計行為,屬於最近一年來,在物理系的吳國安教授和理論中心的陳俊仲博士的加入後,逐漸在清大物理系發展起來的軟凝體物理領域(每星期二中午在620會議室也開始有專門的演講時段)。話說回來,揉皺這麼普通的動作還有什麼新的物理可以探討的呢?首先是它產生皺紋無所不在,可以出現在擺久了的水果表皮、(不需要擺久的)耳朵、蒙娜麗莎的衣角或是車禍現場的車體,喜馬拉雅山脈則是世界上最大的皺紋。在日常生活中,尤其是在人的臉上,它就不是那麼受歡迎,從保濕、拉皮到打肉毒桿菌,人們幾近瘋狂地想辦法研究它的來源和機制。對於沒有敷面膜習慣,或是比較嚴肅的同學,試著想像割開小細菌,讓裡頭的DNA爆漿出來,會發現它的長度是細菌的5, 6百倍長(詳細數字我不確定,反正很多倍就是了),DNA當初是如何摺疊、塞進這麼小的空間,這和探討不同的蛋白質為何會有不同的摺疊形狀?為何在被拉直,放開後,能如此快地找到原來的摺疊方式?是一樣的重要和還沒有答案。再來,讓我舉一個揉皺應用在奈米科技的實例:在2007年,麻州大學的羅素教授在知名期刊Science上,提出既便宜,又快速的測定奈米薄膜厚度的方法。那你或許會問(不對,嚴肅的聽眾只會心裡納悶,通常不好意思問),為什麼這是個重要的課題,讓我這麼說吧,薄膜厚度的精準度就決定你口袋的太陽眼鏡的價格,薄膜也是熱門的生物科技的重要一環,過去多依賴昂貴的光學儀器,例如X光繞射,這些方法雖然精準,但是成本高,而且耗時。羅素教授建議取代的作法是擺一小滴的液體在薄膜上,然後數它壓出的輻射狀縐摺的條數,再藉由實驗歸納出的條數和薄膜厚度的冪次關係,便可快速地估計薄膜厚度。